JP6612866B2 - Servo motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、サーボモータの回転を検出するエンコーダのエラー発生時の復旧方式を改善したサーボモータ駆動装置に関する発明である。 The present invention relates to a servo motor drive device that has an improved recovery method when an error occurs in an encoder that detects rotation of the servo motor.
部品実装機等の産業用機械やロボットの駆動源としてサーボモータが用いられている(特許文献1等参照)。一般に、サーボモータは、その回転をエンコーダで検出し、サーボアンプで、エンコーダのカウント値(エンコーダ値)を指令値と比較してサーボモータの回転をフィードバック制御するようにしている。 Servo motors are used as drive sources for industrial machines such as component mounters and robots (see Patent Document 1). In general, a servo motor detects its rotation with an encoder, and a servo amplifier performs feedback control of the rotation of the servo motor by comparing the encoder count value (encoder value) with a command value.
ところで、エンコーダの動作に何らかのエラーが発生すると、エンコーダ値が無効なエンコーダ値となることがあるが、このような無効なエンコーダ値でサーボモータを駆動し続けると、駆動対象物が大きく位置ずれしてメカ干渉等の重大なトラブルが発生する可能性がある。このため、エンコーダにエラーが発生した場合には、電源を一旦オフして再起動するようにしている。 By the way, if an error occurs in the operation of the encoder, the encoder value may become an invalid encoder value. If the servo motor is continuously driven with such an invalid encoder value, the driven object will be displaced greatly. May cause serious troubles such as mechanical interference. For this reason, when an error occurs in the encoder, the power is temporarily turned off and restarted.
しかし、電源をオフしてしまうと、サーボアンプのアンプコントロール部への電源の供給も遮断されてしまうため、電源をオンした後に、上位装置コントロール部とアンプコントロール部との間で通信を確立し直す必要がある。その結果、エンコーダのエラー発生時にサーボモータの駆動を開始できる状態に復旧するまでに時間がかかってしまう。 However, if the power is turned off, the supply of power to the amplifier control unit of the servo amplifier is also cut off, so after the power is turned on, communication is established between the host device control unit and the amplifier control unit. I need to fix it. As a result, it takes time to restore the servo motor to a state where it can be started when an encoder error occurs.
上記課題を解決するために、本発明は、駆動対象物の駆動源となるサーボモータの回転を検出するエンコーダと、前記エンコーダのカウント値(以下「エンコーダ値」という)に基づいて前記サーボモータの回転をフィードバック制御するサーボアンプと、前記サーボアンプの動作を制御するアンプコントロール部とを備えたサーボモータ駆動装置において、前記アンプコントロール部は、前記エンコーダのエラー発生時に前記サーボアンプとの間をサーボネットワークで定周期接続した状態で前記エンコーダを初期化するための初期化指示を前記サーボアンプに送信する機能を備え、前記サーボアンプは、前記アンプコントロール部から送信されてくる前記初期化指示を受信したときに前記サーボネットワークを切断せずに前記エンコーダの初期化を実行する機能を備えていることを第1の特徴とし、更に、前記サーボアンプは、エンコーダ情報として、前記エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を判断できる状態を保持する機能を備え、前記アンプコントロール部は、前記サーボアンプから前記エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を取得して上位装置コントロール部に送信する機能を備えていることを第2の特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention relates to an encoder that detects the rotation of a servo motor that is a drive source of an object to be driven, and the servo motor based on a count value of the encoder (hereinafter referred to as “encoder value”). In a servo motor drive device comprising a servo amplifier for feedback control of rotation and an amplifier control unit for controlling the operation of the servo amplifier, the amplifier control unit servos between the servo amplifier when an error occurs in the encoder. The servo amplifier has a function of transmitting an initialization instruction for initializing the encoder to the servo amplifier in a state where the encoder is connected at a fixed period, and the servo amplifier receives the initialization instruction transmitted from the amplifier control unit. The encoder without disconnecting the servo network when That has the ability to perform initialization as a first aspect, further, the servo amplifier, as the encoder information, a function of holding the state can determine the execution state and the encoder value of the initialization of the encoder The amplifier control unit has a second feature that it has a function of acquiring the execution state of the encoder initialization and the encoder value from the servo amplifier and transmitting them to the host device control unit.
この構成では、エンコーダのエラー発生時にアンプコントロール部とサーボアンプとの間をサーボネットワークで定周期接続した状態でアンプコントロール部からエンコーダを初期化するための初期化指示をサーボアンプに送信してエンコーダを初期化するようにしたので、エンコーダのエラー発生時にアンプコントロール部とサーボアンプとの間をサーボネットワークで定周期接続した状態でエンコーダを速やかに初期化することができ、短時間でエラー復旧を行うことができる。 In this configuration, when an encoder error occurs, an initialization instruction for initializing the encoder is sent from the amplifier control unit to the servo amplifier while the amplifier control unit and the servo amplifier are connected by a servo network at a fixed period. When an encoder error occurs, the encoder can be initialized quickly with the servo controller connected between the amplifier control unit and the servo amplifier at a fixed period. It can be carried out.
この場合、前記サーボアンプは、エンコーダ情報として、前記エンコーダの初期化の実行状態(初期化前、初期化中、初期化完了、初期化失敗)とエンコーダ値を判断できる状態を保持する機能を備え、前記アンプコントロール部は、前記サーボアンプから前記エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を取得して上位装置コントロール部に送信する機能を備えるようにすると良い。このようにすれば、上位装置コントロール部においても、エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を監視することができる。 In this case, the servo amplifier has a function of holding, as encoder information, an initialization execution state of the encoder (before initialization, during initialization, initialization completion, initialization failure) and a state where an encoder value can be determined. The amplifier control unit preferably has a function of acquiring an execution state of initialization of the encoder and an encoder value from the servo amplifier and transmitting them to the host device control unit. In this way, the execution state of the encoder initialization and the encoder value can be monitored also in the host device control unit.
更に、前記サーボアンプ及び前記アンプコントロール部は、エンコーダ値が無効なエンコーダ値である場合に、そのエンコーダ値で制御する前記サーボモータのサーボオンを禁止するようにすると良い。このようにすれば、エンコーダ値が無効なエンコーダ値である場合に、エンコーダの初期化の正常終了により有効なエンコーダ値に復旧するまでサーボモータの駆動を確実に防止することができる。 Further, when the encoder value is an invalid encoder value, the servo amplifier and the amplifier control unit may prohibit the servo-on of the servo motor controlled by the encoder value. In this way, when the encoder value is an invalid encoder value, it is possible to reliably prevent the servo motor from being driven until the encoder value is restored to the valid encoder value by the normal termination of the encoder initialization.
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてサーボモータ駆動装置の構成を説明する。Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, the configuration of the servo motor drive device will be described with reference to FIG.
部品実装機等の産業用機械には、駆動対象物の駆動源として複数のサーボモータ11が搭載され(図1にはサーボモータ11が1つのみ図示されている)、各サーボモータ11の回転角(回転位置)、回転速度、回転方向等を検出するアブソリュート式のエンコーダ12が設けられている。各サーボモータ11は、エンコーダ12のカウント値(以下「エンコーダ値」という)に基づいてサーボアンプ13によってフィードバック制御される。この場合、複数のサーボモータ11の各々にサーボアンプ13を1つずつ設けた構成としても良いし、複数のサーボモータ11を1つの多軸アンプによってフィードバック制御するようにしても良い。
Industrial machines such as component mounting machines are equipped with a plurality of
サーボアンプ13には、サーボモータ11に供給する電流を制御する電流制御部14や、サーボネットワーク処理部15等が設けられている。サーボアンプ13は、サーボネットワークを介してアンプコントロール部17と接続されている。アンプコントロール部17には、サーボネットワーク処理部16や、サーボモータ11の指令トルクを計算する指令トルク計算部18等が設けられている。アンプコントロール部17は、サーボネットワークを介して上位装置コントロール部21と接続されている。
The
この場合、アンプコントロール部17は、後述する図2のアンプコントロール部制御プログラムを実行することで、エンコーダ12のエラー発生時にサーボアンプ13との間をサーボネットワークで定周期接続した状態でエンコーダ12を初期化するための初期化指示をサーボアンプ13に送信するようにしている。
In this case, the
一方、サーボアンプ13は、後述する図3のサーボアンプ制御プログラムを実行することで、アンプコントロール部17から送信されてくる初期化指示を受信したときに、サーボネットワークを切断せずにエンコーダ12の初期化を実行する。更に、サーボアンプ13は、エンコーダ12の初期化の実行状態(初期化前、初期化中、初期化完了、初期化失敗)とエンコーダ値を書き替え可能な不揮発性メモリ(図示せず)に記憶して保持すると共に、エンコーダ値が無効なエンコーダ値である場合に、そのエンコーダ値で制御するサーボモータ11のサーボオンを禁止するようにしている。
On the other hand, the
一方、アンプコントロール部17は、サーボアンプ13からエンコーダ12の初期化の実行状態とエンコーダ値を取得して上位装置コントロール部21に送信する機能を備えている。
On the other hand, the
以下、アンプコントロール部17が実行する図2のアンプコントロール部制御プログラムの処理内容を説明する。図2のアンプコントロール部制御プログラムは、アンプコントロール部17の電源オン中に実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ101で、アンプコントロール部17とサーボアンプ13との間をサーボネットワークで定周期接続した状態でエンコーダ12を初期化するための初期化指示をサーボアンプ13に送信する。この際、エンコーダ12の再初期化が可能であるか否か(エンコーダ12が再初期化に対応しているか否か)をサーボアンプ13に問い合わせる。
The processing contents of the amplifier control unit control program of FIG. 2 executed by the
次のステップ102で、サーボネットワークの伝送周期になるまで待機した後、ステップ103に進み、サーボネットワーク情報を更新する。この際、指令トルク計算部18で計算した指令トルクをサーボネットワークの送信データに設定すると共に、サーボネットワークを介してサーボアンプ13からエンコーダ情報として、エンコーダ12の初期化の実行状態(初期化前、初期化中、初期化完了、初期化失敗のいずれかの状態)とエンコーダ値を取得する。エンコーダ値は、初期化前や初期化失敗時には不定なエンコーダ値となる。
In the
この後、ステップ104に進み、エンコーダ12のエラーが発生したか否かを判定し、エラーが発生していなければ、ステップ105に進み、指令トルク計算部18で指令トルクを計算して、上記ステップ102に戻る。これにより、アンプコントロール部17の電源オン中は、エンコーダ12のエラーが発生しなければ、サーボネットワークの伝送周期でサーボネットワーク情報の更新と指令トルクの計算を繰り返す。
Thereafter, the process proceeds to
その後、エンコーダ12のエラーが発生した時点で、ステップ106に進み、アンプコントロール部17から上位装置コントロール部21にエンコーダ12のエラーを通知する。そして、次のステップ107で、エンコーダ12の再初期化が可能であるか否かを判定し、エンコーダ12の再初期化ができなければ、ステップ101に戻り、上述した処理を繰り返す。
Thereafter, when an error of the
これに対し、エンコーダ12の再初期化が可能であれば、ステップ108に進み、上位装置コントロール部21からの復旧指示を受信するまで待機する。上位装置コントロール部21からの復旧指示を受信した時点で、ステップ109に進み、エンコーダ12の再初期化をサーボアンプ13に指示する。
On the other hand, if re-initialization of the
この後、ステップ110に進み、サーボネットワークの伝送周期になるまで待機した後、ステップ111に進み、サーボネットワーク情報を更新する。この際、エンコーダ12の再初期化完了状態をサーボネットワークを介して確認する。次のステップ112で、エンコーダ12の再初期化が完了したか否かを判定し、エンコーダ12の再初期化が完了するまで、サーボネットワークの伝送周期でサーボネットワーク情報を更新する処理を繰り返す。その後、エンコーダ12の再初期化が完了した時点で、前記ステップ102に戻り上述した処理を繰り返す。このような処理により、エンコーダ12のエラーによりエンコーダ値が無効なエンコーダ値になっている場合は、エンコーダ12の初期化の正常終了により有効なエンコーダ値に復旧するまでサーボモータ11のサーボオンが禁止される。
Thereafter, the process proceeds to
次に、サーボアンプ13が実行する図3のサーボアンプ制御プログラムの処理内容を説明する。図3のサーボアンプ制御プログラムは、サーボアンプ13の電源オン中に実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ201で、エンコーダ12の初期化を実行する。
Next, the processing contents of the servo amplifier control program of FIG. 3 executed by the
そして、次のステップ202で、エンコーダ12の更新周期のトリガを受信するまで待機する。定周期でエンコーダ12が更新を行うための内部トリガが発行される。トリガ受信後は、エンコーダ12の初期化完了状態となる。トリガを受信した時点で、ステップ203に進み、エンコーダ12からエンコーダ情報(エンコーダ値、エンコーダエラー情報等)を取得する。
In the
この後、ステップ204に進み、サーボアンプ13のサーボネットワーク処理部15とデータの受け渡しを行う。この際、サーボアンプ13の電流制御部14がサーボネットワーク処理部15から取得するデータは、指令トルクであり、一方、サーボアンプ13のサーボネットワーク処理部15が電流制御部14から取得するデータは、エンコーダ値、発生しているエラー情報(エンコーダエラー等)、エンコーダ12の初期化の実行状態(初期化前、初期化中、初期化完了)である。
Thereafter, the process proceeds to step 204, where data is transferred to and from the servo
そして、次のステップ205で、エンコーダ12のエラーが発生しているか否かを判定し、エンコーダ12のエラーが発生していなければ、ステップ206に進み、指令トルクから電流値を計算し、次のステップ207で、指令トルクから計算した電流値をサーボモータ11に出力して、ステップ202に戻り、上述した処理を繰り返す。これにより、サーボアンプ13の電源オン中は、エンコーダ12のエラーが発生しなければ、エンコーダ12の更新周期で指令トルクを電流値に変換してサーボモータ11に出力する処理を繰り返す。
Then, in the
その後、エンコーダ12のエラーが発生した時点で、ステップ208に進み、サーボモータ制御用の電流出力を停止し、次のステップ209で、エラー状態を設定する。これにより、エンコーダ12のエラーが発生すると、エンコーダ12の初期化の実行状態が初期化前の状態に遷移する。この後、ステップ210に進み、アンプコントロール部17からエンコーダ12の再初期化指示を受信するまで待機し、再初期化指示を受信した時点で、上記ステップ201に戻り、上述した処理を繰り返す。このような処理により、エンコーダ12のエラーによりエンコーダ値が無効なエンコーダ値になっている場合は、エンコーダ12の初期化の正常終了により有効なエンコーダ値に復旧するまでサーボモータ11のサーボオンが禁止される。
Thereafter, when an error of the
以上説明した本実施例によれば、エンコーダ12のエラー発生時にアンプコントロール部17とサーボアンプ11との間をサーボネットワークで定周期接続した状態でアンプコントロール部17からエンコーダ12を初期化するための初期化指示をサーボアンプ13に送信してエンコーダ12を初期化するようにしたので、エンコーダ12のエラー発生時にアンプコントロール部17とサーボアンプ13との間をサーボネットワークで定周期接続した状態でエンコーダ12を速やかに初期化することができ、短時間でエラー復旧を行うことができる。
According to the present embodiment described above, the
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、サーボアンプ13やアンプコントロール部17の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention, such as the configuration of the
11…サーボモータ、12…エンコーダ、13…サーボアンプ、14…電流制御部、15,16…サーボネットワーク処理部、17…アンプコントロール部、18…指令トルク計算部、21…上位装置コントロール部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記アンプコントロール部は、前記エンコーダのエラー発生時に前記サーボアンプとの間をサーボネットワークで定周期接続した状態で前記エンコーダを初期化するための初期化指示を前記サーボアンプに送信する機能を備え、
前記サーボアンプは、前記アンプコントロール部から送信されてくる前記初期化指示を受信したときに前記サーボネットワークを切断せずに前記エンコーダの初期化を実行する機能を備えている、サーボモータ駆動装置であって、
前記サーボアンプは、エンコーダ情報として、前記エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を判断できる状態を保持する機能を備え、
前記アンプコントロール部は、前記サーボアンプから前記エンコーダの初期化の実行状態とエンコーダ値を取得して上位装置コントロール部に送信する機能を備えていることを特徴とするサーボモータ駆動装置。 An encoder that detects the rotation of a servo motor serving as a drive source of the driven object; a servo amplifier that feedback-controls the rotation of the servo motor based on a count value of the encoder (hereinafter referred to as an “encoder value”); and the servo amplifier In a servo motor drive device equipped with an amplifier control unit that controls the operation of
The amplifier control unit has a function of transmitting an initialization instruction to the servo amplifier in order to initialize the encoder in a state where the servo amplifier is connected with the servo amplifier at a fixed period when an error occurs in the encoder,
The servo amplifier has a function of executing an initialization of the encoder without cutting the servo network upon receiving the initialization instruction transmitted from the amplifier controller, the servo motor driving device There,
The servo amplifier has a function of holding an initialization state of the encoder and a state where an encoder value can be determined as encoder information,
The amplifier control unit has a function of acquiring an execution state of initialization of the encoder and an encoder value from the servo amplifier and transmitting the acquired values to an upper-level device control unit .
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